Mischversuchspläne

Ein Mischversuchsplan (engl. mixed design) vereint in sich zwei oder mehr Faktoren (UVs), die jeweils unterschiedlichen Planungsprinzipien zugeordnet werden können.

Mischversuchspläne sind immer zwei- oder mehrfaktorielle Pläne, d.h. sie untersuchen 2 oder mehr UVs. Dabei entsprechen die einzelnen UVs unterschiedlichen Design-Haupttypen. Folgende Planungsprinzipien oder Haupttypen sind möglich:

a) Randomisierung R

b) Wiederholungsmessung W

c) Blockbildung Bl

Zusätzlich ist es möglich eine Organismusvariable O als korrelativen Faktor oder auch quasiexperimentelle Faktoren Q aufzunehmen. Durch die Hinzunahme von korrelativen und quasiexperimentellen Faktoren sinken die Qualität und die interne Validität der Untersuchung. In der Bezeichnung des Versuchsplans wird dann für jeden Faktor das entsprechende Symbol eingefügt, wobei eine bestimmte Reihenfolge festgelegt ist. R hat immer Vorrang vor W und dieses wiederum vor Bl. Ein O wird immer zum Schluss angefügt. Beispielsweise gibt es kein WR-Design, aber ein RW-Design (ein Faktor wird randomisiert, der andere durch Wiederholungsmessung kontrolliert). Die fünf verschiedenen Prinzipien lassen sich in einem Mischversuchsplan flexibel kombinieren. So kann das Design je nach Fragestellung und Gegebenheiten angepasst werden. Beispielsweise lassen sich durch die Wiederholungsmessung Versuchspersonen einsparen. Je umfangreicher die Faktoren, umso größere Stichproben benötigt man bei reiner Randomisierung. Zum Beispiel würde ein 2x3-faktorielles Design mit zweifacher Randomisierung (RR-Design) 6 Untersuchungsstichproben erfordern. Wird dagegen der zweite Faktor durch Wiederholungsmessung kontrolliert (RW-Design), so benötigt man lediglich 2 Untersuchungsstichproben. Es gibt verschiedene Kombinationsmöglichkeiten für Mischversuchspläne. Die gebräuchlichsten Arten von Mischplänen sind allerdings nach Sarris (1992) das RW-Design, das RO-Design und das RWO-Design. Bei der Anwendung von Mischversuchsplänen ist zu beachten, dass man nicht nur die Vorteile (z.B. kleinere Stichproben) von den einzelnen Design-Haupttypen vereint, sondern auch deren Nachteile (z.B. Übertragungseffekte).

Beispiele

RW Mischversuchsplan (mixed factorial design)

In einem Experiment soll untersucht werden, ob semantische Wörter leichter zu lernen sind, als nicht-semantische. Hierfür stehen 40 Probanden zur Verfügung. Zusätzlich interessiert man sich dafür, ob die Stimmung einen Einfluss auf das Lernen der Wörter hat. Die verschiedenen Wörter werden auf einem Computerbildschirm für 10 sec. dargeboten und sollen anschließend in ein Eingabefeld getippt werden. Die Stimmung wird über Musik induziert, welche während des Experimentes läuft (fröhlich vs. traurig). Insgesamt steht ein Itempool von jeweils 40 Begriffen der deutschen Sprache und Nonsens-Wörtern zur Verfügung. Die Forscher entscheiden sich für ein RW-Design. Per Zufall teilen sie die 40 Probanden in zwei Gruppen auf. Die eine Gruppe erhält zufällig die Bedingung „fröhliche Musik“, die andere „traurige Musik“ (Faktor A, Randomisierung). Beide Gruppen bearbeiten alle Wörter in einer zufälligen Reihenfolge (Faktor B, Wiederholungsmessung). Das folgende RW-Design liegt zugrunde:

RO Mischversuchsplan (P x E factorial design)

In einer Studie von Inzlicht & Ben-Zeev (2000) wurde der Zusammenhang von Geschlechtsstereotypen (in Form der geschlechtlichen Gruppenzusammensetzung) und mathematischer Leistungsfähigkeit (AV) untersucht. Die Hypothese lautete: Wenn Frauen in gemischter Gruppe in der Minderheit sind, dann sinkt ihre mathematische Leistung. Die Faktoren (UVs) waren entsprechend das Geschlecht als Organismusvariable und die Gruppenzusammensetzung (gleichgeschlechtlich, Minderheit oder Mehrheit), zu der man randomisiert zugeteilt wurde. Bei verschiedengeschlechtlichen Gruppen wurde die jeweils andere Geschlechtsgruppe durch verdeckte Versuchshelfer realisiert. Z.B. in der Bedingung „female/minority“ wurden Gruppen mit einer weiblichen Versuchsperson und zwei eingeweihten Versuchshelfern untersucht. Folgender Versuchsplan ergab sich für die Erhebung:

WO Mischversuchsplan (mixed P x E factorial design)

In einer Studie von Strayer und Drews (2004) wurde der Zusammenhang von Beschäftigung mit dem Handy beim Autofahren (UV B) und Alter (UV A) mit der Reaktionszeit (AV) untersucht. Die erste Hypothese war, dass junge Fahrer eine kürzere Reaktionszeit haben als alte. Die zweite Hypothese beinhaltet, dass Handy-Telefonierer (über die Freisprechanlage) eine längere Reaktionszeit haben als die Vergleichsgruppe, die nur Radio hörte. Diese unterschiedlichen Belastungen wurden über eine Messwiederholung realisiert. D.h. jeder Proband musste zuerst telefonieren beim Fahren und in einem zweiten Durchgang nur Radio hören. Der Faktor Alter ergibt sich wieder als Organismusvariable von selbst. Der Versuchsplan sah wie folgt aus: